Paletli zırhlı bir askeri araçta gövde üzerine monte edilmiş mekanik bir elemanın titreşim kaynaklı yorulma hasarının sonlu elemanlar yöntemi ile analizi

Abstract

Yaygın bir kara savunma sistemi olan paletli zırhlı araçlar paletin yol ile ilişkisi nedeni ile titreşime maruz kalmakta ve bu titreşim neticesinde aracın gövdesi üzerine monte edilmiş mekanik yapılarda yorulma hasarı meydana gelmektedir. Bu nedenle, belirlenen servis ömrü içerisinde hedeflenen şekilde hizmet verebilmeleri için araç üzerinde bulunan mekanik yapıların tasarım ve malzeme seçim sürecinde titreşim kaynaklı yorulmanın dikkate alınması önem arz etmektedir. Bu çalışmada paletli zırhlı bir askeri araçta gövde üzerine monte edilmiş mekanik bir yapının titreşim kaynaklı yorulma hasarı sonlu elemanlar metodu kullanılarak rastlantısal titreşim ve titreşim kaynaklı yorulma analizleri ile incelenmiştir. Yapılan bu inceleme öncesinde rastlantısal titreşim ve frekans düzleminde çevrim hesaplama yöntemleri için yapılan sonlu eleman analizlerinin fiziksel testlere yakınlığı basit bir geometri olan çentikli kiriş numune için yapılan sarsıcı testleri ile incelenmiş ve testler ile analiz sonuçlarının tutarlılık gösterdiği görülmüştür. Literatürde bulunan farklı frekans düzleminde çevrim hesaplama yöntemleri için gerçekleştirilen sonlu eleman analizi sonuçları test sonuçları ile karşılaştırılarak testlere en yakın çözümü veren yöntemin Dirlik yöntemi olduğu tespit edilmiştir.

Tracked armored vehicles, as commonly used land defense systems, are exposed to vibration caused by the interactions between the track and the ground. Vibration induced fatigue damage is common type of failure of mechanical components installed on tracked armored vehicle body. To be able to serve without being subjected to mechanical failure, vibration induced fatigue damage has to be considered in the design and material selection phases of mechanical structures installed on tracked armored vehicles. In this study, vibration induced fatigue damage of a mechanical structure installed on an armored tracked vehicle was investigated by using finite element method. Before the investigation, relationship between physical tests, random vibration and vibration fatigue analyses is investigated by shaker tests of nocthed beam specimens and good agreement was seen between analyses and tests. Finite element analyses were carried out for different frequency domain cycle counting methods and results were compared with shaker test results. It is found that Dirlik method gives the best results among other methods.